3.5__运动电荷在磁场中受到的力详解.ppt

1.安培力是洛伦兹力的宏观表现。 2.洛伦兹力是安培力的微观本质。 * 复习回顾 方向: I B 30° I B 运用左手定则判断安培力的方向 安培力 1、磁场对通电导线的作用力 大小: F F 左手定则 B和I之间的方向夹角 电流是如何形成的？ 思考 磁场对通电导线（电流）有力的作用，而电流是电荷的定向运动形成的，由此你会想到了什么？ 磁场可能对运动电荷有力的作用。 电荷的定向移动形成的 从宇宙深处射来的带电粒子为什么只在南北两极形成神秘莫测的极光？ 电视机的内部显像管中，电子枪射出的是一束细细的电子束，为什么整个屏幕都能发光？若在电视机附近放置一个很强的磁铁，电视画面将会出现颜色失真的现象，这又是为什么？ 阴极射线管 阴极 阳极 荧光屏 狭缝 若在阴阳两极间加上一高电压，阴极中的炽热的金属丝发射出的电子束，将在荧光屏上激发出荧光。 当电子射线管的周围不存在磁场时， 电子的运动轨迹是直线 当电子射线管的周围存在磁场时， 电子的运动轨迹是曲线 磁场对运动电荷有力的作用 结论 实验现象： 一、洛伦兹力 1、运动电荷在磁场中受到的力称为洛仑兹力. 2.洛伦兹力与安培力的关系： 安培力是洛伦兹力的宏观表现。 洛伦兹力是安培力的微观本质。 洛伦兹（1853—1928） 洛伦兹，荷兰物理学家，首先提出磁场对运动电荷有作用力的观点。 洛伦兹创立了经典电子论，提出了洛伦兹变换公式，1902年与其学生塞曼共同获得诺贝尔物理学奖。为纪念洛伦兹的卓著功勋，荷兰政府决定从1945年起，把他的生日定为“洛伦兹节”。 猜想：能不能用左手定则来判定？ 推理：我们曾经用左手定则判定安培力的方向。大量定向移动电荷所受洛伦兹力宏观表现为安培力，因此，可以用左手定则判定洛伦兹力的方向。 洛仑兹力F洛的方向如何确定？ 思考 3、洛伦兹力的方向----左手定则 v 1、伸开左手，使大拇指和其余四指垂直且处于同一平面内，把手放入磁场中，让磁感线穿过手心，使四指指向正电荷运动的方向，那么拇指所指的方向就使正电荷所受洛伦兹力的方向。 2、 如果运动的是负电荷，则四指指向负电荷运动的反方向，那么拇指所指的方向就是负电荷所受洛伦兹力的方向。 F F v 洛伦兹力的方向： v F洛 v F洛 S N N S 下图中电子束的偏转方向？ 实验验证： 实验事实证明左手定则适用于洛伦兹力方向的判定。 思考与讨论 如图所示，若将电荷的运动方向和磁场的方向同时反向，则洛伦兹力的方向是不是也跟着反向？ 结论：当电荷的运动方向和磁场方向同时反向时，洛伦兹力方向不变。 v F洛 1、下列各图中带电粒子刚刚进入磁场，试判断这时粒子所受洛伦兹力的方向 × × × × × × × × × + × × × × × × × × × V V + V V V + V FL + V 垂直纸面向外 垂直纸面向里 + V FL FL FL FL=0 FL=0 课堂练习: 【变式训练2】为了研究某种放射源发出的未知射线，物理探究者把放射源置于匀强磁场中，射线分裂成a、b、c三束，请分析三束射线的电性。 a：带正电 b：带负电 C：电中性 研究表明，洛伦兹力的大小与电荷的运动速度、磁场的强弱以及二者的方向有关。 通电导线在磁场中所受的安培力就是洛伦兹力的宏观表现。 思考与讨论 洛伦兹力的大小又与什么因素有关？ 既然安培力是导体中所有运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现。安培力大小等于各个带电粒子所受洛伦兹力的合力。 我们如何由F＝BIL推导出单个粒子所受洛伦兹力的大小公式？说说你的大致思路。 v F 洛伦兹力大小的推导： s 若导体单位体积内有n个带电粒子，粒子的电荷量为q，定向移动速度为v，导体横截面积为S，则导体中电流为 导体长度为L，则导体中带电粒子个数为 若把上述导体垂直放入磁感强度为B的匀强磁场中，安培力大小等于各个带点粒子所受洛伦兹力的合力，则每个粒子所受洛伦兹力大小为 v L I S I=nqvS N=nSL (v B) 洛仑兹力的特点 1、洛伦兹力的大小： （1） v//B， F洛=0 （2）v⊥B， F洛=qvB 2、洛伦兹力的方向： F洛⊥B F洛⊥v F洛⊥v、B平面 3、洛伦兹力的效果：只改变运动电荷速度的方向，不改变运动电荷速度的大小。 重要结论：洛伦兹力永远不做功！ （3）v与B成θ时，F洛=qvBsinθ v⊥ v∥ 电荷在电场中一定要受到电场力的作用 运动电荷在磁场中不一定要受到洛伦兹力的作用 电场力F=qE 洛伦兹力F=qvB 电场力方向与电场方向平行 洛伦兹力方向与磁场方向垂直 电场力对运动的电荷不一定做功 洛伦兹力对运动的电荷一定不做功 思考与讨论 你